题目内容

(1)若
C
1
n
C
2
n
C
3
n
成等差,求n的值;
(2)求证:
C
k
n
n
=
C
k-1
n-1
k
(其中n≥k≥2,k∈N)

(3)数列{xn}是首项为x1,公比为q的等比数列,其前n项和为Sn,化简下列式子:Tn=S1
C
1
n
+S2
C
2
n
+…+Sn
C
n
n
考点:二项式定理的应用,等差数列的通项公式,数列的求和,组合及组合数公式
专题:等差数列与等比数列,排列组合,二项式定理
分析:(1)利用等差数列的中项,结合组合数公式,进行化简即可;
(2)利用组合数公式,进行化简证明即可;
(3)讨论当q=1时,和q≠1时,求出等比数列的Sn,再分别进行计算与化简.
解答: 解:(1)∵
C
1
n
C
2
n
C
3
n
成等差,
∴2
C
2
n
=
C
1
n
+
C
3
n

2n(n-1)
2×1
=n+
n(n-1)(n-2)
3×2×1

解得n=7或n=2(舍),
∴n=7;
(2)证明:∵n≥k≥2,
C
k
n
n
=
n(n-1)(n-2)…(n-k+1)
n×k×(k-1)×…×3×2×1
=
C
k-1
n-1
k

C
k
n
n
=
C
k-1
n-1
k
(其中n≥k≥2,k∈N);
(3)∵数列{xn}是首项为x1,公比为q的等比数列,其前n项和为Sn
∴①当q=1时,Sn=nx1
∴Sk
C
k
n
=kx1
C
k
n
=x1•k•
n!
k!•(n-k)!
=nx1
(n-1)!
(k-1)!•(n-k)!
=nx1
C
k-1
n-1

∴S1Cn1+S2Cn2+S3Cn3+S4Cn4+…+SnCnn
=na1(Cn-10+Cn-11+Cn-12+…+Cn-1n-1)=na12n-1
②当q≠1时,Sn=
x1(1-qn)
1-q

∴Sk
C
k
n
=
x1(1-qk)
1-q
C
k
n
=
x1
1-q
C
k
n
-
x1
1-q
C
k
n
qk
∴S1Cn1+S2Cn2+S3Cn3+S4Cn4+…+SnCnn
=
x1
1-q
C
1
n
+
C
2
n
+
C
3
n
+…+
C
n
n
)-
x1
1-q
C
1
n
•q+
C
2
n
•q2+
C
3
n
•q3+…+
C
n
n
•qn
=
x1
1-q
•(2n-1)-
x1
1-q
•[(1+q)n-1]
=
x1
1-q
[2n-(1+q)n].
点评:本题考查了组合及组合数公式的应用问题,也考查了等差与等比数列的性质与前n项和等知识的应用问题,是难题.
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